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Im Mittelpunkt stehen Zuverlässigkeits- und Lebensdauerfragen mikroskopisch kleiner Bauteilstrukturen, wie sie für die Aufbau- und Verbindungstechnik der Mikroelektronik bzw. Mikrosystemtechnik typisch sind. Der mikrostrukturelle Aufbau von Werkstoffen, die Werkstoffverformung und die Materialschädigung werden systematisch und detailliert dargestellt. Die methodischen Besonderheiten gegenüber der klassischen Werkstoffprüfung erläutert der Autor anhand zahlreicher konkreter Beispiele.

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Inhaltsverzeichnis

1 Problematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Ausfälle in elektronischen Aufbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Rolle der Werkstoffuntersuchung im Entwicklungszyklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Werkstoffverhalten und Miniaturisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Verformungsverhalten von Metallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4.1 Bedeutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4.1.1 Werkstoffmodelle in Simulationsrechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4.1.2 Experimentelle Untersuchung und Physik der Verformung. . . . . . . . . . . 9
1.4.2 Verformungsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.4.2.1 Begriff, Darstellung und Ermittlung des Verformungsverhaltens. . . . . . 10
1.4.2.2 Arten der Verformung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.5 Untersuchungsmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.6 Ziel der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2 Untersuchungsgegenstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1 Zusammenhang zwischen Gegenstand und Methodik der Untersuchung . . . . . . . . . . . 17
2.2 Wesen und Entwicklung des Untersuchungsgegenstandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.1 Begriff der Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik . . . .. . . . . . . . . . . 19
2.2.2 Inhalt der Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.3 Entwicklung der Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik . . . . . . . . . . 21
2.3 Architektur elektronischer Aufbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.3.1 Grundkonzept und Aufbauhierarchie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.2 Erste Verbindungsebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.2.1 Entwicklung und Aufgaben der ersten Verbindungsebene . . . . . . . . . . . 25
2.3.2.2 Drahtbondtechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3.2.3 Flip-Chip-Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3.2.4 Trägerfilmtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.3.3 Zweite Verbindungsebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3.3.1 Entwicklung und Aufgaben der zweiten Verbindungsebene. . . . . . . . . . 34
2.3.3.2 Verdrahtungsträger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.3.3.3 Bauelementeformen von integrierten Schaltkreisen . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.3.3.4 Formen passiver Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.4 Architekturentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.3.5 Strukturabmessungen in elektronischen Aufbauten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.4 Thermisch-mechanische Problematik elektronischer Aufbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.4.1 Ursachenherkunft. . . . . . . . . . . . . . .

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